20亿年前的核反应堆
2020-03-27

在非洲西海岸的加蓬共和国,有一座奥克洛铀矿,那里埋藏著古文明最大的秘密。经科学家鉴定,那座铀矿其实是20亿年前核反应堆的遗迹──化石反应堆。

1942年,费米领导小组在芝加哥大学建立了人类第一台可控核反应炉(Chicago Pile-1),为第一颗原子弹的成功爆炸奠定基础,人类从此迈入原子能时代,而费米也被誉为“原子能之父”。谁都相信,这是人类史上的第一个核反应堆。

鲍齐奎斯是法国彼埃尔拉特气体扩散工厂的一个工作人员,从事对天然铀进料进行常规分析的工作。1972年5月的一天,鲍齐奎斯和往常一样,对一些天然铀进料作常规分析,一个天然铀样品分析结果引起了他的注意:这个样品中铀-235的含量为0.7171%,比正常的数值偏低。

一般天然铀中,铀-235含量的精确数值是0.7202%,这个数值是相当恒定的,最大偏差也不超过千分之一。齐奎斯没有放过它,法国原子能委员会也没有忽视它,因为这个偏差远远超出了统计误差所允许的范围。

这一偏差是怎样产生的呢?开始他们考虑,可能是由于气体扩散工厂的贫化铀尾料的玷污所引起的。因为只要有一点点贫化铀混进了天然铀样品,就会使该样品的铀-235含量显著偏低。但其后的实验结果排除了这种可能性。为了查清产生这一偏差的原因,他们通过生产过程的工艺链,做了一系列的调查,发现这批铀矿石来自加蓬共和国的奥克洛露天铀矿。

当他们对该矿的样品进行分析时,十分惊讶地发现,该矿富铀矿体铀样品中的铀-235,竟贫化50%之多。

奥克洛矿的铀为什么会发生贫化呢?短缺的铀-235又到哪里去了呢?

再深入研究下去,科学家们惊奇地发现:这些铀矿石早已被人用过。如果被利用过,又是什么人在什么时候用的?为彻底查明事情真相,许多科学家来到加蓬奥克洛铀矿区进行详细考察,终于发现了一个不可思议的奇迹:这个奥克洛铀矿区竟然是一座古老的核反应堆,这个核反应堆是由6个区域的大约500吨铀矿石组成,它的输出功率很低,只有1000千瓦。奥克洛铀矿的铀-235,是链式反应中生成的矿渣是核反应堆曾经存在的证据,这表明奥克洛铀矿区的核反应堆在20亿年前已经点火工作,运转时间更长达50万年之久。

这些反应堆在奥克洛矿的富铀矿体中达到过临界,消耗了部分燃料,然后停息了下来,在地下已经沉睡了20亿年。

这一重大发现轰动了科学界,研究核子物理的都知道,要发生核裂变链式反应,先要有大量高浓度铀-235,而天然铀矿中只含有极少比例的铀-235,即使铀-235足够多,要想使核反应不成为核爆炸,还必须使用中子慢化剂,如重水等。

在人类建造的核电站中,通常都是核裂变反应堆。在这种反应堆中,必须用高纯度浓缩铀或钚为燃料,必须用石墨、重水等慢化剂来获得慢中子。反应堆中必须加装控制棒,使链式反应受人控制,以缓慢释放原子能。如此苛刻的条件,在奥克洛铀矿的核反应堆中是如何实现的呢?

有科学家认为,奥克洛铀矿纯粹是大自然的手笔。

假设在20亿年前,奥克洛铀矿中铀-235含量比现在高很多,铀-235产生的快中子经过矿石中地下水慢化和控制后,变成了慢中子,使链式反应能以缓慢方式发生,最终使核反应堆温度降低甚至熄火。

然后在持续几千年的链式反应中,一直缓慢释放著原子能。这种观点的证据是,科学家们在奥克洛矿区中找到了高度集中的氙同位素,这是一种只在核反应堆关闭并冷却后才出现的元素。

但是,质疑这种论点的人认为,地下水不是重水,用来做核反应堆的慢化剂太过勉强。更重要的是,奥克洛矿区的结构相当合理,保存得也相当完整,不像是自然形成。

目前的研究结果表明,这个核反应堆有几千米,如此巨大的一个核反应堆,对周围环境的热干扰却局限在反应区周围40米之内。

核反应所产生的废物,并没有扩散,而是局限在矿区周围。而这一点,即便是今天的人类建造的最大的核反应堆,与之相比也黯然失色。

这一切都令人深思,是谁留下了这个核反应堆?20亿年前的地球上真的存在著比当今还要发达的高度文明?
    来源: 看中国 责编: Kitt

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